AndroidでもOpenCV

Android Java C/C++

自宅サーバHDD故障記事内、作り直したいものの1つ、OpenCVを使った画像加工アプリケーション。これを、Androidでも使いたくて試しました。

PerlでOpenCVのC/C++ライブラリを使うには、加工処理部分をPerl XSで実装しました。Androidでは、当然ですがJNI(NDK)を利用します。

まずはNDKのビルド環境。Windowsの場合、
１．素直にNDKをダウンロード＆ビルドする（要Cygwin）
２．Android全ソースをダウンロード＆makeする
２−１．Ubuntu on VMWare on Windows
２−２．Cygwin on Windows
EclipseからAndroid本体のビルド環境を作るのは、Linuxじゃないと出来ないと思っていましたが、２−１の上にEclipseを入れて必要な設定をすると、Windowsでも出来そうな感じ。PCが重すぎて最後まで試してませんが。
２−２でも、EclipseからAndroid本体のソースを参照することは出来たので、開発時のデバッグに有用でした。
２は多大な紙面をさくので、手っ取り早く１のポイントをメモ。
更に、１でもEclipseのDCKを使って、ライブラリの作成からAndroidアプリの開発までほぼシームレスに行うこともできますが、ここでは何をやっているのか基本の理解のため、原始的な手順を記載します。

私が試した時点のNDKは、android-ndk-r4。これ以前のバージョンとは、ビルド手順や必要な設定ファイルが変わっていました。

１．http://developer.android.com/intl/ja/sdk/ndk/index.html
から、android-ndk-r4-windows.zipをダウンロードし、Cygwinで操作できるところに解凍します。ndkルート/samplesのサンプルを参考に、Android.mkやフォルダ構成を理解し、自作アプリを作成します。
基本的な構成は、
アプリルート/
　　　　　　　　　　+AndroidManifest.xml
　　　　　　　　　　+bin/
　　　　　　　　　　+default.properties
　　　　　　　　　　+jni/
　　　　　　　　　　+C/C++の自作ライブラリソース
　　　　　　　　　　+上のヘッダファイル
　　　　　　　　　　+Android.mk
　　　　　　　　　　+libs/（最終的なSharedライブラリ.soが作成されます)
　　　　　　　　　　+res/
　　　　　　　　　　+src/（自作Javaアプリパッケージ。例com/chiaki/OpenCV.java）

２．Javaソースを書いたら、javahコマンドでC/C++のヘッダファイルを作成します。
（例）javah -classpath bin -d jni com.chiaki.OpenCV
　　　→アプリルート/jni/com_chiaki_OpenCV.hが作成されます。

３．２で出来たヘッダを参照して、C/C++のソースを書きます。

４．ライブラリに含めるC/C++のソースや出力するライブラリ名を指定し、Android.mkを作成します。このとき、シェアドライブラリ(.so)を作る場合はinclude $(BUILD_SHARED_LIBRARY)を、スタティックライブラリ(.a)を作る場合はinclude $(BUILD_STATIC_LIBRARY)を指定します。

５．２のヘッダと３のソースと４のAndroid.mkを、１の構成に配置し、アプリルート(AndroidManifest.xmlのある場所）で、ndkルート/ndk-buildコマンドを実行します。

６．アプリルート/libsに、ライブラリファイルが出力されます。

７．生成されたライブラリを、Androidアプリのプロジェクトに配置します。場所は、アプリルート/libs/armeabi/ライブラリファイル　です。

８．この状態でAndroidアプリをビルド・実行して終了です。

次に、NDK用OpenCVです。
１．http://www.noritsuna.com/download/OpenCVForAndroidNDK-0.1-src.zip
からモジュールをダウンロードします。

２．ndkルート配下に解凍・配置します。
　　（例）ndkルート/samples/opencv_androidとして、今回は解凍・配置しました。

３．上記配置の場合、opencv_android/apps/opencv/project/AndroidManifest.xmlを、opencv_android/sources/opencv/配下にコピーします。
（例）
opencv_android/
　　　　　　　　　　+AndroidManifest.xml（コピーしたもの）
　　　　　　　　　　+bin(ビルド後、opencvの各スタティックライブラリが生成されます）
　　　　　　　　　　+jni(opencvモジュールソース&ヘッダと自作ライブラリソース(C/C++)&ヘッダ)
　　　　　　　　　　+Android.mk
　　　　　　　　　　+opencvのソースフォルダ
　　　　　　　　　　+自作ライブラリソースとヘッダ(C/C++、.h）
　　　　　　　　　　+…その他

４．Android.mk内、opencvモジュール（cv/cvaux/cxcore/ml/highgui）ビルド用の記述はそのまま（これ、参考になります）、最後のLOCAL_MODULEの指定以下を、サンプルアプリ用ライブラリの記述から、自作ライブラリの記述に変更します。
ポイントは、opencvモジュールライブラリ（libcv.a,libcvaux.a,libcxccore.a,libcvml.a,libcvhighgui.a）のリンクLOCAL_LDLIBSとLOCAL_STATIC_LIBRARIESの指定と、ヘッダLOCAL_C_INCLUDESとLOCAL_CFLAGSの指定を正確に。動的リンクを利用する場合は、LOCAL_LDLIBSに-ldlの指定も忘れずに。

５．opencv_android/sources/opencv（AndroidManifest.xmlを置いたフォルダ）で、ndkルート/ndk-buildコマンドを実行すると、opencv_android/sources/opencv/libs/amebri/配下に、opencvモジュールライブラリとともに、自作ライブラリが生成されます。

６．５の自作ライブラリを、Androidアプリのプロジェクト内libs/armebri配下に配置し、ビルド・実行して終了です。

自分のお試しアプリでは、cvCreate関数に渡すサイズパラメータを、cvGetSizeで取得した値にしているのですが、この関数処理内部でエラーが発生しているらしく、サイズを別の方法で指定するとうまくいきました。opencvのモジュールも、Android上で全て円滑に動くわけではなさそうです。